Astronomie : l’étonnante longévité des disques « Peter Pan » est peut-être enfin expliquée

La longévité surprenante des disques « Peter Pan » a peut-être enfin trouvé une explication. Deux astronomes se sont intéressés à ces curieux disques de matière entourant des étoiles ou des naines brunes, dans une étude publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society le 11 juin 2020.

Ce type de disque, capable de survivre bien plus longtemps qu’un disque protoplanétaire classique, a été découvert et surnommé ainsi récemment. Ils doivent leur qualificatif de disque « Peter Pan » au fait qu’ils semblent ne pas vouloir grandir, comme le célèbre personnage de l’œuvre Peter Pan, ou le garçon qui ne voulait pas grandir. « Les disques Peter Pan nécessitent probablement une dispersion anormalement lente et/ou des conditions initiales inhabituellement massives », écrivent les auteurs de l’étude.

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Vue d'artiste d'un disque circumstellaire.

Source : Pxhere (photo recadrée)

Ils peuvent vivre 5 à 10 fois plus longtemps

« Avec la découverte de plus de 4 000 exoplanètes très diverses, comprendre la formation des planètes à partir de disques circumstellaires de matière est l’un des problèmes clés en astrophysique », rappellent les scientifiques. Les chercheurs tombent d’accord sur la durée de vie de ces disques, qu’ils estiment en général à moins de 3 millions d’années. Au bout de 10 à 20 millions d’années (durée qui varie en fonction de la masse de l’étoile), ces disques sont dispersés.

L’existence des disques « Peter Pan », qui peuvent vivre 5 à 10 fois plus longtemps que ces disques classiques, a eu de quoi surprendre. La longévité des disques « Peter Pan » découverts, tous situés autour d’étoiles de masse faible, est étalée entre 42 et 55 millions d’années.

Les « paramètres du Pays imaginaire »

Pourquoi ces disques peuvent-ils survivre aussi longtemps ? C’est la question qui occupe les auteurs de la nouvelle étude. À l’aide de simulations informatiques, ils ont travaillé sur plusieurs configurations pour voir à quelles conditions ces disques pouvaient être créés. Ils en déduisent plusieurs critères, qu’ils appellent les « paramètres du Pays imaginaire » (« Neverland parameters »).

• Ces disques ne peuvent se former que dans des environnements solitaires, éloignés des autres étoiles,
• Leur environnement de formation doit être faible en rayonnement ultraviolet, ce qui est assez rare,
• Au début de leur histoire, ces disques sont également plus grands, plus massifs et plus étendus que les autres.

Les propriétés des disques « Peter Pan » auraient des conséquences sur la manière dont se formeraient ensuite les planètes. Les auteurs posent l’hypothèse que des planètes de type terrestre ou des super-Terre, de masse plus importante que dans les autres disques, pourraient se former. Les planètes pourraient aussi être situées plus proches de leur étoile, car leur migration vers l’extérieur prendrait davantage de temps.

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